ES2270145T3 - PROCEDURE FOR THE SEPARATION AND PURIFICATION OF SOLVENTS OF A REACTION MIXTURE RESULTING FROM AN ISOCIANATE SYNTHESIS. - Google Patents
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Abstract
Description
Procedimiento para la separación y purificación de disolventes de una mezcla de reacción resultante de una síntesis de isocianato.Procedure for separation and purification of solvents of a reaction mixture resulting from a synthesis of isocyanate.
La invención se refiere a un procedimiento para la separación del disolvente en la obtención de isocianatos aromáticos o alifáticos.The invention relates to a method for solvent separation in obtaining isocyanates aromatic or aliphatic
Los isocianatos, en especial como productos de partida para la obtención de poliuretanos, se obtienen en gran cantidad desde hace tiempo. En el caso de isocianatos aromáticos tienen el mayor significado técnico metilendi(fenilisocianato) (MDI), y sus homólogos superiores, y diisocianato de toluileno (TDI), en el caso de isocianatos alifáticos diisocianato de hexametileno (HDI) y diisocianato de isoforona (IPDI).Isocyanates, especially as products of heading for obtaining polyurethanes, are obtained in large amount for a long time. In the case of aromatic isocyanates they have the greatest technical significance methylene (phenyl isocyanate) (MDI), and their counterparts superiors, and toluylene diisocyanate (TDI), in the case of aliphatic isocyanates hexamethylene diisocyanate (HDI) and Isophorone diisocyanate (IPDI).
La obtención continua de isocianatos orgánicos mediante reacción de aminas orgánicas primarias con fosgeno se describe frecuentemente, y se lleva a cabo a escala industrial (véase, por ejemplo Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, y 7 (Polyurethane), tercera edición revisada, editorial Carl Hanser, Munich-Viena, páginas 76 y siguientes (1993)).The continuous obtaining of organic isocyanates by reaction of primary organic amines with phosgene, frequently described, and is carried out on an industrial scale (see, for example, Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, and 7 (Polyurethane), third revised edition, Carl Hanser editorial, Munich-Vienna, pages 76 and following (1993)).
La obtención de isocianatos a partir de las correspondientes aminas mediante fosgenizado se efectúa, en la mayor parte de los casos, en calderas de agitación, en cascadas de calderas de agitación, en columnas de reacción cargadas con cuerpos de relleno o columnas de reacción, o en columnas no cargadas. Frecuentemente es necesario un régimen de circulación para establecer suficiente tiempo de residencia para una conversión completa en el caso de volumen de reacción limitado (Holdup). Ya que la reacción de amina y fosgeno en la fase líquida es muy rápida, para la primera etapa de reacción se emplea frecuentemente un reactor mezclador. A los agregados de mezclado conocidos pertenecen sobre todo toberas, como por ejemplo tobera de ranura anular, toberas de orificio anular, toberas mezcladoras de chorro liso, toberas de chorro en abanico, toberas de cámara de chorro angular, toberas de corriente ternaria, cámaras de mezclado en contracorriente, toberas de retención o toberas de mezclado Venturi.Obtaining isocyanates from the corresponding amines by phosgenizing is carried out, in the most of the cases, in stirring boilers, in waterfalls of stirring boilers, in reaction columns loaded with bodies fill or reaction columns, or in unloaded columns. Frequently a circulation regime is necessary to set enough residence time for a conversion complete in the case of limited reaction volume (Holdup). Already that the reaction of amine and phosgene in the liquid phase is very fast, for the first reaction stage it is frequently used a mixing reactor. To known mixing aggregates belong mainly nozzles, such as slot nozzle annular, annular orifice nozzles, jet mixing nozzles smooth, fan jet nozzles, jet chamber nozzles angular, ternary current nozzles, mixing chambers in counter current, retention nozzles or mixing nozzles Venturi
La síntesis de isocianatos se efectúa frecuentemente en la primera etapa a temperatura muy baja, y en la segunda etapa a temperatura claramente más elevada en un aparato de tiempo de residencia (fosgenizado en frío-caliente) (W. Siefken, Liebigs Analen der Chemie 562 (1949), página 96). A continuación se obtiene a baja temperatura, en especial 0ºC o temperatura ambiente, como máximo 60ºC, una suspensión de productos intermedios cloruro de carbamoilo e hidrocloruro de amina, que se hace reaccionar después para dar isocianato a temperaturas elevadas, en especial 100 a 200ºC, en un aparato de tiempo de residencia. Tales procedimientos de dos etapas se describen, a modo de ejemplo, en Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, tomo 7 (poliuretanos), tercera edición revisada, editorial Carl Hanser, Munich-Viena, páginas 76 y siguientes (1993).The synthesis of isocyanates is carried out frequently in the first stage at a very low temperature, and in the second stage at a clearly higher temperature in an apparatus of residence time (hot-cold phosgenized) (W. Siefken, Liebigs Analen der Chemie 562 (1949), page 96). TO then it is obtained at low temperature, especially 0 ° C or room temperature, maximum 60 ° C, a product suspension carbamoyl chloride and amine hydrochloride intermediates, which are reacts later to give isocyanate at elevated temperatures, especially 100 to 200 ° C, in a residence time apparatus. Such two-stage procedures are described, by way of example, in Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, volume 7 (polyurethanes), third revised edition, Carl Hanser editorial, Munich-Vienna, pages 76 and following (1993).
Para la consecución de rendimientos elevados, la
síntesis de isocianatos a partir de aminas y fosgeno se llevan a
cabo generalmente en disolventes orgánicos que presentan
comportamiento inerte frente a las substancias de empleo y a los
productos finales. En una forma especial de ejecución de síntesis de
isocianato, también el isocianato obtenido en el respectivo
procedimiento se puede emplear como disolvente
tanto para la
amina, como también para el fosgeno.For the achievement of high yields, the synthesis of isocyanates from amines and phosgene are generally carried out in organic solvents that exhibit inert behavior against the substances used and the final products. In a special embodiment of isocyanate synthesis, also the isocyanate obtained in the respective process can be used as a solvent
both for the amine, as well as for the phosgene.
Como disolventes orgánicos inertes para la obtención de isocianatos se emplean preferentemente hidrocarburos aromáticos clorados, como diclorobenceno, clorobenceno, triclorobenceno, o hidrocarburos aromáticos o alifáticos, como tolueno, xileno, benceno, pentano, hexano, heptano, octano, ciclohexano, bifenilo, cetonas, como 2-butanona, metilisobutilcetona, ésteres, como isoftalatos de dialilo, acetato de etilo, acetato de butilo, nitrilos, como acetonitrilo, o sulfolano, entre otros.As inert organic solvents for Obtaining isocyanates hydrocarbons are preferably used chlorinated aromatics, such as dichlorobenzene, chlorobenzene, trichlorobenzene, or aromatic or aliphatic hydrocarbons, such as toluene, xylene, benzene, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, biphenyl, ketones, such as 2-butanone, methyl isobutyl ketone esters, such as diallyl isophthalates, acetate ethyl, butyl acetate, nitriles, such as acetonitrile, or sulfolane, among others.
Una vez efectuada la reacción, el disolvente, que presenta generalmente un punto de ebullición más reducido que el isocianato, se separa de isocianato y un eventual residuo, y se elabora por destilación. En el caso de diisocianato de toluileno (TDI), a continuación se efectúa una separación por destilación de isocianato del residuo y una purificación por destilación de isocianato, o una purificación mediante cristalización. Además se pueden llevar a cabo otras operaciones de separación, para descomponer la mezcla de isómeros en el caso de TDI, y MDI, o la mezcla de oligómeros en el caso de MDI polímero, en fracciones aisladas con diferente composición de isómeros y oligómeros. En la mayor parte de los casos, TDI se presenta como mezcla de ambos isómeros 2,4-TDI y 2,6-TDI, por regla general como mezcla 80:20 o 65:35.After the reaction, the solvent, which generally has a lower boiling point than the isocyanate, is separated from isocyanate and a possible residue, and is elaborated by distillation. In the case of toluylene diisocyanate (TDI), then a distillation separation of isocyanate of the residue and a purification by distillation of isocyanate, or a purification by crystallization. Also I know they can carry out other separation operations, to decompose the mixture of isomers in the case of TDI, and MDI, or the oligomer mixture in the case of polymer MDI, in fractions isolated with different composition of isomers and oligomers. In the In most cases, TDI is presented as a mixture of both 2,4-TDI and 2,6-TDI isomers, by general rule as a mixture 80:20 or 65:35.
La mezcla de cloruro de hidrógeno y fosgeno que se produce en la reacción de aminas alifáticas o aromáticas con fosgeno para dar los correspondientes isocianatos puede contener igualmente cantidades de disolvente más o menos elevadas. Esta mezcla se separa generalmente en el cloruro de hidrógeno, que se produce en forma de gas en la mayor parte de los casos, y una mezcla, que se produce generalmente líquida, constituida por fosgeno, y en caso dado disolvente. El fosgeno, o bien la mezcla de fosgeno-disolvente se devuelve entonces a la reacción. Por regla general se emplea un exceso de fosgeno más o menos elevado, de modo que el fosgeno empleado, a pesar de rendimientos químicos elevados de reacción amina-fosgeno, no reacciona completamente con la amina en el caso de producción de isocianato. En esta corriente de fosgeno recirculado no interfiere generalmente el disolvente, aunque conduce a una dilución de la corriente de fosgeno. Por el contrario, el isocianato se debe separar completamente del disolvente, que se devuelve a la reacción, para excluir reacción secundaria de isocianato con la amina.The mixture of hydrogen chloride and phosgene that occurs in the reaction of aliphatic or aromatic amines with phosgene to give the corresponding isocyanates may contain also more or less high amounts of solvent. This mixture is usually separated in hydrogen chloride, which is produced in the form of gas in most cases, and a mixture, which is generally produced liquid, consisting of phosgene, and if necessary solvent. The phosgene, or the mixture of phosgene-solvent is then returned to the reaction. In general, an excess of phosgene is used more or less elevated, so that the phosgene used, despite high chemical yields of reaction amine-phosgene, does not react completely with the amine in the case of isocyanate production. In this stream of recirculated phosgene does not generally interfere with the solvent, although it leads to a dilution of the phosgene stream. For him Otherwise, the isocyanate must be completely separated from the solvent, which is returned to the reaction, to exclude reaction secondary isocyanate with the amine.
En la US 3410888 se describe un procedimiento
para el aislamiento de un diisocianato aromático a partir de una
mezcla de reacción, poseyendo el isocianato dos núcleos fenilo, y
estando unidos los grupos isocianato a átomos de carbono de
diferentes núcleos fenilo. Esto se refiere a
di(fenilisocianato) de 4,4'-,
2,4'-,
2,2'-metileno (MDI), así como a mezclas de estos
isómeros o poliisocianato de polimetilenpolifenileno (PMDI). El
procedimiento reivindicado comprende en primer lugar los pasos de
reacción de una correspondiente diamina aromática con fosgeno, y la
separación por destilación de una parte del isocianato aromático
obtenido de este modo en la separación de disolvente, y en segundo
lugar el traslado del residuo de destilación (producto de cola) a
una segunda instalación de destilación, a través de cuya superficie
interna está distribuido el residuo como película delgada, y cuya
temperatura y presión son suficientes para ocasionar una evaporación
de isocianato, y en tercer lugar la extracción de vapor (vapores)
de esta segunda instalación de destilación, que es sensiblemente
rica en isocianato. El vapor se condensa, y el isocianato se
almacena. Como posible instalación de destilación se citan
evaporadores de película deslizante, evaporadores moleculares por
gravedad, entre otros. El disolvente en la síntesis de isocianato
tiene habitualmente un punto de ebullición más reducido que el
isocianato, preferentemente es al menos 30ºC más reducido. En el
caso de una diferencia de punto de ebullición más reducida, en la
separación de disolvente se puede separar concomitantemente una
parte de isocianato obtenido junto con el disolvente. Después sigue
la destilación del isocianato crudo obtenido como residuo en el
evaporador de capa fina. La separación parcial de isocianato en la
separación de disolvente tiene la ventaja de que en la separación de
disolvente se separan concomitantemente productos de punto de
ebullición medio indeseables, como impurezas teñidas o componentes
cuyo punto de ebullición se sitúa entre el de isocianato y el
disolvente. La mezcla de isocianato separado parcialmente y el
disolvente se conduce después como alimentación a la separación de
disolvente, o se alimenta en una evaporación separada o destilación
fraccionada para la concentración de isocianato. Este último se
recicla entonces como alimentación en la separación de
disolvente.In US 3410888 a process for the isolation of an aromatic diisocyanate from a reaction mixture is described, the isocyanate having two phenyl nuclei, and the isocyanate groups being attached to carbon atoms of different phenyl nuclei. This refers to 4,4'- di (phenylisocyanate),
2,4'-, 2,2'-methylene (MDI), as well as mixtures of these isomers or polymethylene polyphenylene polyisocyanate (PMDI). The claimed process comprises firstly the reaction steps of a corresponding aromatic diamine with phosgene, and the distillation separation of a part of the aromatic isocyanate thus obtained in the solvent separation, and secondly the removal of the distillation residue (glue product) to a second distillation installation, through whose internal surface the residue is distributed as a thin film, and whose temperature and pressure are sufficient to cause an evaporation of isocyanate, and thirdly the extraction of steam (vapors ) of this second distillation installation, which is substantially rich in isocyanate. The vapor condenses, and the isocyanate is stored. As possible distillation installation are mentioned slide film evaporators, molecular gravity evaporators, among others. The solvent in the synthesis of isocyanate usually has a lower boiling point than the isocyanate, preferably it is at least 30 ° C lower. In the case of a smaller boiling point difference, in the solvent separation a part of isocyanate obtained together with the solvent can be separated concomitantly. Then the distillation of the crude isocyanate obtained as a residue in the thin layer evaporator follows. The partial separation of isocyanate in the solvent separation has the advantage that in the solvent separation, undesirable medium boiling products are concomitantly separated, such as stained impurities or components whose boiling point is between that of the isocyanate and the solvent. The partially separated isocyanate mixture and the solvent are then conducted as a feed to the solvent separation, or fed in a separate evaporation or fractional distillation for the isocyanate concentration. The latter is then recycled as feed in the solvent separation.
En este procedimiento es desfavorable la separación parcial de isocianato en la separación de disolvente, que hace necesaria una purificación adicional de disolvente.In this procedure the partial isocyanate separation in the solvent separation, which it requires an additional purification of solvent.
Es objetivo de la presente invención desarrollar un procedimiento para la separación de disolvente, que permita una separación completa de isocianato a partir del disolvente, y proporcione además ahorros de energía.It is the objective of the present invention to develop a procedure for solvent separation, which allows a complete separation of isocyanate from the solvent, and also provide energy savings.
La solución del problema de un procedimiento que requiera poca energía para la separación de disolvente a partir de una descarga de reacción de la síntesis de isocianato consiste en un procedimiento de destilación de dos o más etapas, preferentemente de dos etapas, separándose el disolvente en una primera instalación, preferentemente una columna de destilación, a 0,1 hasta 15 bar, preferentemente 0,5 a 3 bar, y en una segunda instalación, o instalación adicional, preferentemente del mismo modo columnas de destilación, a 1 a 900 mbar, preferentemente 100 a 500 mbar, empleándose el calor de condensación del vapor de disolvente, a continuación denominado también vapores, a partir de la primera instalación para la evaporación parcial o completa de disolvente en la segunda instalación.The solution to the problem of a procedure that require little energy for solvent separation from a reaction discharge of the isocyanate synthesis consists of a two or more stage distillation process, preferably of two stages, separating the solvent in a first installation, preferably a distillation column, at 0.1 to 15 bar, preferably 0.5 to 3 bar, and in a second installation, or additional installation, preferably in the same way columns of distillation, at 1 to 900 mbar, preferably 100 to 500 mbar, using the heat of condensation of the solvent vapor, to also called vapors, from the first installation for partial or complete evaporation of solvent in The second installation.
Por consiguiente, es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de isocianatos mediante reacción de aminas con fosgeno en presencia de disolventes orgánicos inertes en un reactor, y subsiguiente elaboración de la mezcla de reacción que abandona el reactor, caracterizado porque la separación de disolvente se efectúa en un procedimiento de destilación de dos o más etapas, preferentemente de dos etapas, y separándose el disolvente en una primera instalación, preferentemente una columna de destilación, a 0,1 hasta 15 bar, preferentemente 0,5 a 3 bar, y en una segunda instalación, o instalación adicional, preferentemente del mismo modo columnas de destilación, a 1 a 900 mbar, preferentemente 100 a 500 mbar, empleándose el calor de condensación del vapor de disolvente, a continuación denominado también vapores, a partir de la primera instalación para la evaporación parcial o completa de disolvente en la segunda instalación.Accordingly, an object of the invention is procedure for obtaining isocyanates by reaction of amines with phosgene in the presence of inert organic solvents in a reactor, and subsequent processing of the reaction mixture that leaves the reactor, characterized in that the separation of solvent is carried out in a distillation process of two or more stages, preferably two stages, and separating the solvent in a first installation, preferably a column distillation, at 0.1 to 15 bar, preferably 0.5 to 3 bar, and in a second installation, or additional installation, preferably similarly distillation columns, at 1 to 900 mbar, preferably 100 to 500 mbar, using the heat of condensation of the solvent vapor, then also called vapors, from the first installation for partial evaporation or Complete solvent in the second installation.
Según presión, la temperatura de cola en la primera columna se sitúa entre 60ºC a 0,1 bar y 270ºC a 15 bar. Según presión, la temperatura de cola en la segunda columna se sitúa entre 75ºC a1 mbar y 250ºC a 900 mbar.According to pressure, the tail temperature in the First column is between 60 ° C at 0.1 bar and 270 ° C at 15 bar. According to pressure, the tail temperature in the second column is situated between 75ºC at 1 mbar and 250ºC at 900 mbar.
En la primera columna se separa vapor de disolvente por destilación. La fracción líquida, que se produce como descarga de cola de esta columna, se descomprime antes, o en la segunda instalación al nivel de presión de la segunda instalación, y se alimenta a la segunda instalación, en la que se evacua el disolvente restante. La transferencia de energía de vapores de la primera instalación a la fase líquida de la segunda se puede efectuar en especial bajo empleo de un cambiador de calor, a modo de ejemplo una instalación de corriente cruzada, en la que los vapores que se condensan ocasionan la evaporación de la fase líquida de la segunda instalación de la segunda columna. En este caso, los vapores y la fase líquida se pueden conducir en corriente paralela o en contracorriente. Los vapores se pueden condensar en el espacio de camisa o de producto del cambiador de calor. En este caso no es necesario emplear un cambiador de calor especial. Se puede emplear cualquier instalación que proporcione superficie de transferencia de calor. El líquido de la segunda columna se puede extraer de la cola, de un fondo, un colector de líquido, o de la alimentación. Preferentemente, el líquido se extrae de un fondo o colector por debajo de la alimentación de la segunda columna. Ambas columnas están equipadas preferentemente con una pieza de refuerzo. La segunda columna puede estar equipada también con una pieza de descarga.In the first column steam is separated from solvent by distillation. The liquid fraction, which is produced as tail discharge of this column, decompress before, or in the second installation at the pressure level of the second installation, and the second installation is fed, in which the remaining solvent The transfer of vapor energy from the first installation to the liquid phase of the second one can especially under the use of a heat exchanger, as a example a cross current installation, in which the vapors that condense cause the evaporation of the liquid phase of the Second installation of the second column. In this case, the Vapors and the liquid phase can be conducted in parallel current or in countercurrent. Vapors can condense in space of jacket or heat exchanger product. In this case it is not It is necessary to use a special heat exchanger. Can be used any facility that provides transfer surface of heat The liquid from the second column can be extracted from the tail, bottom, a liquid collector, or feed. Preferably, the liquid is extracted from a bottom or manifold by under the power of the second column. Both columns They are preferably equipped with a reinforcement piece. The second column can also be equipped with a piece of discharge.
Como elementos de inserción se emplean los elementos de inserción conocidos de columnas de destilación y rectificación. A modo de ejemplo, se puede emplear una columna de platos o empaquetadura. Como platos se pueden emplear, a modo de ejemplo, platos de tamizado, válvulas, burbujas o de circulación binaria, y en el caso de empaquetaduras, se pueden emplear, por ejemplo, empaquetaduras de chapa, tejido o tela metálica de todo tipo. Son especialmente ventajosas las empaquetaduras, ya que presentan una pérdida de presión reducida. Las cargas de cuerpos de relleno son ciertamente menos apropiadas, pero no se excluyen en principio. Como tipos de empaquetadura se pueden emplear, a modo de ejemplo, Sulzer BX, Sulzer CY, Sulzer Mellapak, Sulzer Mellapak Plus, Montz A3, Glitsch 4A, Kühni Rombopak, y otros. Como evaporador de circulación de cola se pueden emplear en principio todos los tipos de evaporadores, siendo especialmente ventajosos evaporadores moleculares por gravedad o evaporadores de capa fina, ya que con ello se puede realizar una evaporación cuidadosa con el producto, y también son accionables en el caso de diferencias de temperatura reducidas entre lado caliente y frío. La adición de calor se puede realizar también en forma de una evaporación intermedia en la segunda columna. En una evaporación intermedia se extrae el líquido correspondientemente de un plato o colector de la columna, y un cambiador de calor. Por motivos energéticos, puede ser ventajoso anteponer a la columna empleada según la invención una evaporación de una o varias etapas. En la evaporación previa se alimenta la alimentación de líquido a un evaporador, y de este modo se evapora parcial o completamente. La corriente de vapor, y en caso dado la corriente de líquido remanente, se alimenta a la columna. Tanto la evaporación previa, como también la evaporación intermedia, se pueden realizar en una o varias etapas. Como evaporador se pueden emplear un evaporador de paso, preferentemente un evaporador molecular por gravedad, evaporador tubular longitudinal, o evaporador de capa fina. El condensador de cabeza puede estar conectado externamente, o integrado en la columna. Se pueden emplear instalaciones de haz de tubos, así como instalaciones de placas.As insertion elements, the known insertion elements of distillation columns and rectification. As an example, a column of plates or packing. As dishes can be used, as a example, sieving plates, valves, bubbles or circulation binary, and in the case of gaskets, they can be used, by example, sheet metal, fabric or wire gaskets of all kind. Gaskets are especially advantageous, since have a reduced pressure loss. The loads of bodies of padding are certainly less appropriate, but are not excluded in beginning. As packing types, they can be used as a example, Sulzer BX, Sulzer CY, Sulzer Mellapak, Sulzer Mellapak Plus, Montz A3, Glitsch 4A, Kühni Rombopak, and others. How tail circulation evaporator can be used in principle all types of evaporators, being especially advantageous gravity molecular evaporators or thin layer evaporators, since with this you can perform a careful evaporation with the product, and are also actionable in the case of differences in reduced temperature between hot and cold side. The adition of heat can also be performed in the form of an evaporation intermediate in the second column. In an intermediate evaporation, extract the liquid correspondingly from a plate or collector of the column, and a heat exchanger. For energy reasons, you can it is advantageous to place the column used according to the invention a evaporation of one or several stages. In the previous evaporation it feeds the liquid feed to an evaporator, and thus evaporates partially or completely. The steam stream, and in case given the remaining liquid stream, it is fed to the column. Both the previous evaporation, as well as the intermediate evaporation, They can be done in one or several stages. As an evaporator they can use a step evaporator, preferably an evaporator gravity molecular, longitudinal tubular evaporator, or thin layer evaporator. The head condenser can be externally connected, or integrated in the column. Can be used tube bundle installations, as well as plate installations.
El procedimiento descrito se puede realizar también en varias etapas, es decir, bajo empleo de más de dos columnas, en esta forma de ejecución se descomprime en cada instalación siguiente a un nivel de presión más reducido frente a la instalación anterior, y se emplea una o varias veces la energía de los vapores para la evaporación parcial o completa de la fase líquida de la instalación subsiguiente. Por motivos de inversión, un procedimiento con más de 5 etapas ya no es razonable, pero en principio no se excluye.The described procedure can be performed also in several stages, that is, under employment of more than two columns, in this form of execution it is decompressed in each next installation at a lower pressure level versus the previous installation, and energy is used once or several times of vapors for partial or complete evaporation of the phase liquid from subsequent installation. For investment reasons, a procedure with more than 5 stages is no longer reasonable, but in principle is not excluded.
Para la puesta en práctica de la separación según la invención de disolventes, como se expone anteriormente, se emplean preferentemente columnas de destilación. No obstante, también es posible emplear instalaciones de una etapa, como por ejemplo instalaciones flash o evaporadores.For the implementation of the separation according to the invention of solvents, as set forth above, preferably use distillation columns. However, It is also possible to use single-stage installations, as per example flash installations or evaporators.
En el procedimiento según la invención no se extrae isocianato con el disolvente en la separación de disolvente, sino que el objetivo de la destilación es una separación limpia de disolvente bajo minimizado del contenido en isocianato. En caso necesario, en una etapa de purificación subsiguiente de disolvente se separan aún productos de bajo punto de ebullición.In the process according to the invention no extract isocyanate with the solvent in the solvent separation, but the objective of distillation is a clean separation of minimized solvent of isocyanate content. In case necessary, in a subsequent solvent purification step low boiling products are still separated.
De este modo es posible efectuar una separación completa de disolvente de la mezcla de reacción, de modo que se pueda devolver de nuevo al proceso de obtención de isocianatos sin elaboración subsiguiente, o purificación adicional. Mediante la utilización de vapores para la evaporación de la mezcla de reacción, el procedimiento se puede realizar de manera ventajosa desde el punto de vista energético.In this way it is possible to make a separation complete solvent of the reaction mixture, so that it can return back to the process of obtaining isocyanates without subsequent processing, or further purification. By means of the use of vapors for evaporation of the reaction mixture, the procedure can be carried out advantageously from the energy point of view
El procedimiento según la invención se puede emplear de modo especialmente ventajoso para la elaboración de disolvente en la obtención de TDI, MDI y HDI. Como disolventes en la obtención de TDI, MDI y HDI pueden emplear clorobenceno, diclorobenceno, o mezclas de ambos, o tolueno.The process according to the invention can be use especially advantageously for the preparation of solvent in obtaining TDI, MDI and HDI. As solvents in the obtaining TDI, MDI and HDI can use chlorobenzene, dichlorobenzene, or mixtures of both, or toluene.
La invención se explicará más detalladamente en el siguiente ejemplo.The invention will be explained in more detail in The following example.
EjemploExample
Se alimentaron 6,14 kg/h de una descarga de reacción de la síntesis de diisocianato de toluileno (TDI), partiendo de toluilendiamina (TDA) y fosgeno, a la parte inferior de una columna de destilación con 50 mm de diámetro. La columna está equipada con 6 tramas de empaquetadura de rejilla (Kühni Rombopak 9M, longitud de una trama 630 mm). La temperatura de cola ascendía a 150ºC, la presión de cabeza ascendía a 1,3 bar abs, y la temperatura de cabeza a 136ºC. Como evaporador de circulación de cola se empleó una instalación de haz de tubos con 13 tubos. la composición de la alimentación (descarga de reacción de la síntesis de isocianato) era 5,1 kg/h (82% en peso) de clorobenceno, 1,0 kg/h (16% en peso) de TDI, incluyendo homólogos de TDI de punto de ebullición elevado, 0,01 kg/h (0,16% en peso) de CCl_{4}, 0,01 kg/h (0,16% en peso) de CHCl_{3}, - 0,004 kg/h (0,06% en peso) de hidrocarburos, cantidades reducidas de fosgeno, y componentes secundarios clorados, así como cantidades reducidas de productos de bajo punto de ebullición. A través de la cabeza de la primera columna se extrajeron 2,7 kg/h en forma gaseosa, y se alimentaron a un cambiador de calor (instalación de corriente cruzada). Al mismo tiempo, en este cambiador de calor se calentó previamente la alimentación en una segunda columna mediante esta corriente de vapores, y se evaporó parcialmente. El condensador de vapores procedente de la primera columna, producido en el cambiador de calor, se devolvió a la síntesis de isocianato en su mayor parte (1,7 kg/h) como disolvente recirculado, y se añadió en una parte más reducida (1,0 kg/h) como recirculación en la cabeza de la primera columna. En la cola de la primera columna se extrajeron 4,44 kg/h, y se alimentaron al citado cambiador de calor, que se encontraba en la alimentación de la segunda columna. La alimentación se encontraba en la parte central, es decir, entre pieza de extracción y enriquecimiento de la segunda columna. La segunda columna tenía igualmente un diámetro de 50 mm, y poseía la misma empaquetadura que la primera columna. La temperatura de cola de esta segunda columna ascendía a 183ºC, la presión de cabeza ascendía a 120 mbar abs, y la temperatura de cabeza ascendía a 68ºC. Como evaporador de circulación de cola sirvió una instalación de haz de tubos con 13 tubos. En la cola se extrajeron 1,0 kg/h (97,6% en peso) de TDI, incluyendo homólogos de TDI de punto de ebullición elevado, y 0,01 kg/h (1% en peso) de componentes secundarios clorados. Esta corriente se alimentó a continuación a una purificación por destilación de TDI. En la cabeza de la segunda columna se produjeron 3,4 kg/h (99,3% en peso) de clorobenceno, 0,01 kg/h (0,3% en peso de CCl_{4}, 0,01 kg/h (0,3% en peso) de CHCl_{3}, 0,004 kg/h (0,1% en peso) de HCl, y cantidades reducidas de fosgeno, y cantidades reducidas de otros productos de bajo punto de ebullición. Esta corriente se condensó, y se devolvió igualmente a la parte de reacción de síntesis de TDI como disolvente recirculado. Una parte de esta corriente se recirculó a la cabeza de la columna como reflujo.6.14 kg / h were fed from a discharge of synthesis reaction of toluylene diisocyanate (TDI), starting from toluylenediamine (ADD) and phosgene, to the bottom of a distillation column with 50 mm diameter. The spine It is equipped with 6 grid packing frames (Kühni Rombopak 9M, frame length 630 mm). Tail temperature amounted to 150 ° C, the head pressure amounted to 1.3 bar abs, and the head temperature at 136 ° C. As a circulation evaporator of glue was used a tube bundle installation with 13 tubes. the feed composition (synthesis reaction discharge of isocyanate) was 5.1 kg / h (82% by weight) of chlorobenzene, 1.0 kg / h (16% by weight) of TDI, including point TDI homologues of high boiling, 0.01 kg / h (0.16% by weight) of CCl4, 0.01 kg / h (0.16% by weight) of CHCl3, - 0.004 kg / h (0.06% by weight) of hydrocarbons, reduced amounts of phosgene, and components chlorinated secondary as well as reduced quantities of products low boiling point. Through the head of the first 2.7 kg / h column was extracted in gaseous form, and fed to a heat exchanger (cross current installation). The same time, in this heat exchanger the heat was previously heated feeding in a second column by this current of Vapors, and partially evaporated. The vapor condenser from the first column, produced in the changer of heat, was returned to the synthesis of isocyanate for the most part (1.7 kg / h) as a recirculated solvent, and was added in one more part reduced (1.0 kg / h) as recirculation in the head of the first column. In the tail of the first column, 4.44 kg / h were extracted, and they were fed to the aforementioned heat exchanger, which was in The feeding of the second column. The feed is I was in the central part, that is, between extraction piece and enrichment of the second column. The second column had also a diameter of 50 mm, and had the same packing as The first column. The tail temperature of this second column amounted to 183 ° C, the head pressure amounted to 120 mbar abs, and the head temperature was 68 ° C. As evaporator of tail circulation served a tube bundle installation with 13 tubes 1.0 kg / h (97.6% by weight) of TDI were extracted in the tail, including high boiling TDI homologs, and 0.01 kg / h (1% by weight) of chlorinated secondary components. This stream was then fed to purification by TDI distillation. At the head of the second column is produced 3.4 kg / h (99.3% by weight) of chlorobenzene, 0.01 kg / h (0.3% by weight of CCl 4, 0.01 kg / h (0.3% by weight) of CHCl 3, 0.004 kg / h (0.1% by weight) of HCl, and reduced amounts of phosgene, and reduced quantities of other low boiling products. This current was condensed, and also returned to the part of TDI synthesis reaction as a recirculated solvent. A part of this current was recirculated to the head of the column as Reflux.
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